JP5012412B2 - Amplifying device and bias circuit - Google Patents

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Description

本発明は増幅装置及びバイアス回路に関する。   The present invention relates to an amplification device and a bias circuit.

図1は増幅装置の一例を示す。増幅装置は増幅器とバイアス回路を有する。増幅器は第1FET、第2FET及び負荷抵抗を直列接続形式で含む。第1FETのドレインは第2FETを介して増幅器の出力端子に接続される。第1FETのソースは低電位源に接続される。第1FETのゲートは、キャパシタを介して信号源Sに接続される。更に、ゲートにはGm補償バイアス回路からのバイアスが与えられる。   FIG. 1 shows an example of an amplification device. The amplifying device has an amplifier and a bias circuit. The amplifier includes a first FET, a second FET and a load resistor in series connection. The drain of the first FET is connected to the output terminal of the amplifier via the second FET. The source of the first FET is connected to a low potential source. The gate of the first FET is connected to the signal source S through a capacitor. Further, the gate is given a bias from the Gm compensation bias circuit.

第1FETに流れる電流の変化分ΔIampは、ゲート電圧Vinの変化分に比例し、比例係数Gmは相互コンダクタンスと呼ばれる:
ΔIamp=Gm×ΔVin。
従って負荷抵抗Rにかかる電圧変化ΔVoutは、
ΔVout=R×ΔIamp=R×Gm×ΔVin
と書ける。増幅器の利得は、R×Gmで定義される。Gm補償バイアス回路は、第1FETの相互コンダクタンスGmが負荷抵抗Rに反比例することを保証するように適切なバイアスをFETのゲートに与える。利得R×Gmが一定値をとるようにすることで、FETの製造プロセスや動作時の温度変動等に起因する増幅特性のばらつきを小さく抑制できる。一般に、集積回路LSIの中では同じ形式の抵抗Rは、製造プロセス変動等に対して同じように変化するからである。FETの相互コンダクタンスGmが負荷抵抗Rに反比例するようにしたバイアス回路例については、例えば特許文献1(第0030段落、第9図)に記載されている。
特開2002−185288号公報
The change ΔI amp in the current flowing through the first FET is proportional to the change in the gate voltage Vin, and the proportionality coefficient Gm is called mutual conductance:
ΔI amp = Gm × ΔVin.
Therefore, the voltage change ΔVout applied to the load resistance R is
ΔVout = R × ΔIamp = R × Gm × ΔVin
Can be written. The gain of the amplifier is defined as R × Gm. The Gm compensation bias circuit provides an appropriate bias to the gate of the FET to ensure that the transconductance Gm of the first FET is inversely proportional to the load resistance R. By making the gain R × Gm take a constant value, it is possible to suppress variations in amplification characteristics due to FET manufacturing processes and temperature fluctuations during operation. This is because, in general, in the integrated circuit LSI, the same type of resistance R changes in the same way with respect to manufacturing process variations and the like. An example of a bias circuit in which the mutual conductance Gm of the FET is inversely proportional to the load resistance R is described, for example, in Patent Document 1 (paragraph 0030, FIG. 9).
JP 2002-185288 A

図2は図1の第1FETのドレイン電流及びドレイン電圧の関係を示す。FETのソース及びドレイン間の抵抗RDSが比較的大きい場合、ドレイン電圧が多少変動してもドレイン電流はほとんど変化しない。即ち、ΔVに対するΔIはかなり小さく無視できる。従って第1FETのドレイン電圧V1が多少変化したとしても、各FETを流れる電流Iampはさほど影響を受けない。FETを流れる電流Iampが変動してしまうとFETの相互コンダクタンスGmも変動してしまうが、Rdsが比較的大きい場合、前述のようにIampは変動しにくいため、利得変動は小さい。 FIG. 2 shows the relationship between the drain current and drain voltage of the first FET of FIG. If the resistance R DS between the source and the drain of the FET is relatively large, the drain current hardly changes even if the drain voltage fluctuates to some degree. That is, ΔI with respect to ΔV is quite small and can be ignored. Therefore, even if the drain voltage V1 of the first FET changes slightly, the current I amp flowing through each FET is not significantly affected. When the current Iamp flowing through the FET varies, the mutual conductance Gm of the FET also varies. However, when Rds is relatively large, Iamp is difficult to vary as described above, so that the gain variation is small.

ところで、トランジスタの微細化が進むにつれて、ソース及びドレイン間の抵抗RDSが比較的小さくなってくると、ドレイン電圧変動に応じたドレイン電流変動が無視できなくなる。即ち、ΔVに対するΔIが比較的大きくなる。このため、第2FETの状態に応じて電流Iampが変化し、第1FETのドレイン電圧及び電流も変化しやすくなる。製造プロセス変動や動作温度等に起因してドレイン電流Iampが変化すると、増幅器の利得も変化してしまうことになる。特に、第2FETの閾値電圧Vthが製造プロセス等に起因してばらついた値をとると、増幅器の利得もかなりばらついてしまうことが懸念される。 By the way, if the resistance R DS between the source and the drain becomes relatively small as the transistor becomes finer, the drain current fluctuation according to the drain voltage fluctuation cannot be ignored. That is, ΔI with respect to ΔV becomes relatively large. For this reason, the current Iamp changes according to the state of the second FET, and the drain voltage and current of the first FET also easily change. When the drain current Iamp changes due to manufacturing process fluctuations, operating temperature, etc., the gain of the amplifier also changes. In particular, if the threshold voltage Vth of the second FET varies due to a manufacturing process or the like, there is a concern that the gain of the amplifier also varies considerably.

本発明の課題は、増幅器の利得の安定化を図るため、増幅器を構成する直列に接続された電界効果トランジスタのバイアスの安定化を図るバイアス回路を提供することである。   An object of the present invention is to provide a bias circuit that stabilizes the bias of a field-effect transistor connected in series that constitutes an amplifier in order to stabilize the gain of the amplifier.

本発明で使用される増幅装置は、
負荷抵抗と第2FETのドレインが接続され、
第2FETのソースと第1FETのドレインが接続された構造を有する増幅器と、
前記第1FETに第1バイアス電流を供給する第1バイアス回路と、 前記第2FETのゲートに第2バイアス電圧を供給する第2バイアス回路とを有する。前記第2バイアス回路は、前記第1及び第2FETの接続ノードにおけるバイアス電圧と、前記第1バイアス回路の出力電圧とが等しくまたは連動するように、前記第2FETのゲートに制御信号を与える比較装置を有する。
The amplification device used in the present invention is:
The load resistor and the drain of the second FET are connected,
An amplifier having a structure in which the source of the second FET and the drain of the first FET are connected;
A first bias circuit for supplying a first bias current to the first FET; and a second bias circuit for supplying a second bias voltage to the gate of the second FET. The second bias circuit applies a control signal to the gate of the second FET so that the bias voltage at the connection node of the first and second FETs is equal to or interlocked with the output voltage of the first bias circuit. Have

本発明によれば、増幅器を構成する直列に接続された電界効果トランジスタのバイアスの安定化を図り、増幅器の利得の安定化を図ることができる。   According to the present invention, it is possible to stabilize the bias of the field-effect transistors connected in series constituting the amplifier, and to stabilize the gain of the amplifier.

本発明の一形態で使用される増幅装置は、負荷抵抗、第1及び第2FETが直列に接続された構造を有する増幅器と、前記第1FETに第1バイアス電流を供給する第1バイアス回路と、前記第2FETのゲートに第2バイアス電圧を供給する第2バイアス回路とを有する。前記第2バイアス回路は、前記第1及び第2FETの接続ノードにおけるバイアス電圧と、前記第1バイアス回路の出力電圧とが等しくまたは連動するように、前記第2FETのゲートに制御信号を与える比較装置を有する。   An amplifying device used in an embodiment of the present invention includes a load resistor, an amplifier having a structure in which a first FET and a second FET are connected in series, a first bias circuit that supplies a first bias current to the first FET, A second bias circuit for supplying a second bias voltage to the gate of the second FET. The second bias circuit applies a control signal to the gate of the second FET so that the bias voltage at the connection node of the first and second FETs is equal to or interlocked with the output voltage of the first bias circuit. Have

前記第2バイアス回路は、前記第1バイアス回路の出力に接続されたゲートを有する第1補助FETと、接続ノードを介して前記第1補助FETに直列に接続された第2補助FETと、前記第1バイアス回路の出力電圧及び前記接続ノードの電圧を比較し、比較結果を示す信号を前記第2FETのゲートに及び第2補助FETのゲートに与える比較装置と を備えてもよい。   The second bias circuit includes a first auxiliary FET having a gate connected to the output of the first bias circuit, a second auxiliary FET connected in series to the first auxiliary FET via a connection node, and A comparator that compares the output voltage of the first bias circuit and the voltage of the connection node and supplies a signal indicating the comparison result to the gate of the second FET and to the gate of the second auxiliary FET.

或いは、前記第2バイアス回路は、前記第1及び第2FETの接続ノードに接続された入力を有するローパスフィルタと、前記第1バイアス回路の出力電圧及び前記ローパスフィルタの出力電圧を比較し、比較結果を示す信号を前記第2FETのゲートに与える比較装置とを備えてもよい。
前記第1バイアス回路は、
第1電流が流れる第1電極及び第2電極を有し、前記第1電極に接続されたゲートを有する第3FETと、
第2電流が流れる第1電極及び第2電極を有し、前記第3FETの前記ゲートに接続されたゲートを有する第4FETと、
前記第3FETの第2電極または前期第4FETの第2電極に接続された第1抵抗と、
前記第3FETの第1電極の電圧である第1電圧及び前記第4FETの第1電極の電圧である第2電圧の比較結果に応じた信号を出力する比較装置と、
を有し、該比較装置から出力される信号により、前記第1電圧と前記第2電圧が等しくなるように制御されてもよい。
Alternatively, the second bias circuit compares a low-pass filter having an input connected to a connection node of the first and second FETs with an output voltage of the first bias circuit and an output voltage of the low-pass filter, and compares the result. And a comparator for supplying a signal indicating the above to the gate of the second FET.
The first bias circuit includes:
A third FET having a first electrode and a second electrode through which a first current flows and having a gate connected to the first electrode;
A fourth FET having a first electrode and a second electrode through which a second current flows and having a gate connected to the gate of the third FET;
A first resistor connected to the second electrode of the third FET or the second electrode of the previous fourth FET;
A comparator that outputs a signal corresponding to a comparison result of a first voltage that is a voltage of the first electrode of the third FET and a second voltage that is a voltage of the first electrode of the fourth FET;
And the first voltage and the second voltage may be controlled to be equal to each other by a signal output from the comparison device.

前記第4FETの相互コンダクタンスは、前記第3FETの第1抵抗に反比例するように制御される。   The transconductance of the fourth FET is controlled to be inversely proportional to the first resistance of the third FET.

前記第3及び第4FETがNチャネルFETであり、前記第3FETの第1電極と高電位源との間に前記第1流源としてPチャネルFETが設けられ、前記第4FETの第1電極と高電位源との間に前期第2電流源としてPチャネルFETが設けられ、前記第3FETの第2電極または前記第4FETの一方の第2電極は、第1抵抗を介して低電位源に接続され、第1抵抗が接続されない側のもう一方のFETの第2電極は低電位源に接続されてもよい。   The third and fourth FETs are N-channel FETs, a P-channel FET is provided as the first current source between the first electrode of the third FET and a high potential source, and the first electrode of the fourth FET is A P-channel FET is provided as a second current source in the previous period with the potential source, and the second electrode of the third FET or one second electrode of the fourth FET is connected to the low potential source via the first resistor. The second electrode of the other FET on the side to which the first resistor is not connected may be connected to a low potential source.

前記第1バイアス回路の前記比較装置の出力は、前記PチャネルFETのゲートに与えられてもよい。   The output of the comparator of the first bias circuit may be provided to the gate of the P-channel FET.

前記第1バイアス回路の前記比較装置は、演算増幅器で構成されてもよい。   The comparison device of the first bias circuit may be composed of an operational amplifier.

前記第1FETは、歪除去抵抗器を介して低電位源に接続されてもよい。   The first FET may be connected to a low potential source via a strain relief resistor.

前記第1FET及び前記第1補助FETは、歪除去抵抗器を介して低電位源にそれぞれ接続されてもよい。   The first FET and the first auxiliary FET may be connected to a low potential source via a strain relief resistor, respectively.

前記第1及び第2補助FETは、電圧調整抵抗器を介して直列に接続されてもよい。
前記比較装置は、演算増幅器で構成されてもよい。
The first and second auxiliary FETs may be connected in series via a voltage adjusting resistor.
The comparison device may comprise an operational amplifier.

前記増幅器は、第1信号を入力する第1端子と、第2信号を受信する第2端子を有し、該第1及び第2信号を乗算した第3信号を出力するギルバート型ミキサを構成し、前記第1バイアス回路は前記第1端子にバイアス電圧を供給し、前記第2バイアス回路は前記第2端子にバイアス電圧を供給してもよい。   The amplifier has a first terminal for inputting a first signal and a second terminal for receiving a second signal, and constitutes a Gilbert mixer that outputs a third signal obtained by multiplying the first and second signals. The first bias circuit may supply a bias voltage to the first terminal, and the second bias circuit may supply a bias voltage to the second terminal.

図3は本発明の第1実施例による増幅装置を示す。増幅装置は、増幅器と、Gm補償バイアス回路と、安定化バイアス回路とを含む。   FIG. 3 shows an amplifying device according to a first embodiment of the present invention. The amplifying device includes an amplifier, a Gm compensation bias circuit, and a stabilization bias circuit.

増幅器は、図1で説明したのと同様な構成及び機能を有する。増幅器は、高電位源と低電位源の間に直列に接続された負荷抵抗Rと第1及び第2のNチャネル電界効果トランジスタFET(第1FET及び第2FETと言及する)とを有する。第1FETのドレインは第2FETを介して増幅器の出力端子に接続される。第1FETのソースは低電位源に接続される。第1FETのゲートは、キャパシタを介して信号源Sに接続される。本実施例で使用されるFET(少なくとも第1FET)では、ドレイン電圧に応じてドレイン電流が実質的に線形に変化する程度に、ソースドレイン抵抗RDSは小さいものとする
Gm補償バイアス回路は、第1FETのゲートにバイアスを与える。
The amplifier has the same configuration and function as described in FIG. The amplifier includes a load resistor R and a first and second N-channel field effect transistor FET (referred to as a first FET and a second FET) connected in series between a high potential source and a low potential source. The drain of the first FET is connected to the output terminal of the amplifier via the second FET. The source of the first FET is connected to a low potential source. The gate of the first FET is connected to the signal source S through a capacitor. In the FET (at least the first FET) used in the present embodiment, the source / drain resistance R DS is small enough that the drain current changes substantially linearly according to the drain voltage.
The Gm compensation bias circuit applies a bias to the gate of the first FET.

本実施例では更に安定化バイアス回路が増幅装置に設けられている。安定化バイアス回路は、高電位源と低電位源の間で接続ノードAを介して直列に接続された第1及び第2のNチャネル電界効果トランジスタ(第1及び第2補助FETと言及する。)を有する。安定化バイアス回路は比較装置COMを更に有する。比較装置COMは、Gm補償バイアス回路の出力に接続された非反転入力(+)、接続ノードAに接続された反転入力(−)及び第2FET(及び第2補助FET)に接続された出力を有する。比較装置COMは、入力された信号の大小関係に応じた出力信号を出力する当該技術分野で既知の如何なる回路で構成されてもよい。比較装置は例えば演算増幅器で構成されてもよい。第1補助FETは、増幅器の第1FETと同じ電気特性を有する。第2補助FETは増幅器の第2FETと同じ電気特性を有する。比較装置COMは、Gm補償バイアス回路の出力電圧及び接続ノードAの電圧V1'を比較し、比較結果を示す信号を第2補助FETのゲートに及び第2FETのゲートに与える。   In this embodiment, a stabilizing bias circuit is further provided in the amplifier. The stabilizing bias circuit refers to first and second N-channel field effect transistors (first and second auxiliary FETs) connected in series via a connection node A between a high potential source and a low potential source. ). The stabilizing bias circuit further comprises a comparator COM. The comparator COM has a non-inverting input (+) connected to the output of the Gm compensation bias circuit, an inverting input (−) connected to the connection node A, and an output connected to the second FET (and the second auxiliary FET). Have. The comparison device COM may be configured by any circuit known in the art that outputs an output signal corresponding to the magnitude relationship of the input signals. The comparison device may be constituted by an operational amplifier, for example. The first auxiliary FET has the same electrical characteristics as the first FET of the amplifier. The second auxiliary FET has the same electrical characteristics as the second FET of the amplifier. The comparator COM compares the output voltage of the Gm compensation bias circuit and the voltage V1 ′ of the connection node A, and supplies a signal indicating the comparison result to the gate of the second auxiliary FET and to the gate of the second FET.

上述したように、増幅器の第1FETに流れる電流の変化分ΔIampは、ゲート電圧Vinの変化分に比例し、比例係数Gmは相互コンダクタンスと呼ばれる:
ΔIamp=Gm×ΔVin。
従って負荷抵抗Rにかかる電圧変化ΔVoutは、
ΔVout=R×ΔIamp=R×Gm×ΔVin
と書ける。増幅器の利得は、R×Gmで定義される。Gm補償バイアス回路は、第1FETの相互コンダクタンスGmが負荷抵抗Rに反比例することを保証するように適切なバイアスをFETのゲートに与える。利得R×Gmが一定値をとるようにすることで、FETの製造プロセスや動作時の温度変動等に起因する増幅特性のばらつきを小さくできることが期待される。しかしながら、トランジスタの微細化に伴ってFETのソースドレイン抵抗RDSが小さくなり、ドレイン電流Iamp及び利得のばらつきが大きくなるおそれがある。この点に関し、本実施例は第2FETのゲートに与えるバイアスの安定化を図り、ひいては増幅器の利得の安定化を図ろうとする。
As described above, the change ΔI amp in the current flowing through the first FET of the amplifier is proportional to the change in the gate voltage Vin, and the proportionality coefficient Gm is called mutual conductance:
ΔI amp = Gm × ΔVin.
Therefore, the voltage change ΔVout applied to the load resistance R is
ΔVout = R × ΔIamp = R × Gm × ΔVin
Can be written. The gain of the amplifier is defined as R × Gm. The Gm compensation bias circuit provides an appropriate bias to the gate of the FET to ensure that the transconductance Gm of the first FET is inversely proportional to the load resistance R. By making the gain R × Gm a constant value, it is expected that variations in amplification characteristics due to FET manufacturing processes and temperature fluctuations during operation can be reduced. However, the smaller the source drain resistance R DS of the FET with miniaturization of a transistor, variation in the drain current I # 038 and gain may become large. In this regard, the present embodiment attempts to stabilize the bias applied to the gate of the second FET, and thus to stabilize the gain of the amplifier.

安定化バイアス回路の第1及び第2補助FETは、増幅器の第1及び第2FETと実質的に同じ電気特性をそれぞれ有する。従って接続ノードAである第1補助FETのドレインの電圧V1'は、第1FETのドレイン電圧を反映している。比較装置COMは、Gm補償バイアス回路の出力電圧と接続ノードAの電圧V1'とを比較し、比較結果の大小関係に応じた信号を出力する。仮に、Gmバイアス回路の出力電圧がより大きかったとする。これは、第1FETのドレイン電圧V1が本来の値より小さいことに相当する。この場合、図示の比較装置COMはその大小関係に応じて電圧を上げ、その電圧は第2補助FETのゲートに及び第2FETのゲートに与えられる。Nチャネルトランジスタである第2補助FET及び第2FETは、ゲート電圧の上昇を受けたことに応じてソース電圧が上昇する。その結果、接続ノードAの電位が上昇し、比較装置COMに入力される電圧は等しくなろうとし、ひいては第1FETのドレイン電圧も上昇する。   The first and second auxiliary FETs of the stabilizing bias circuit have substantially the same electrical characteristics as the first and second FETs of the amplifier, respectively. Therefore, the drain voltage V1 ′ of the first auxiliary FET which is the connection node A reflects the drain voltage of the first FET. The comparison device COM compares the output voltage of the Gm compensation bias circuit with the voltage V1 ′ of the connection node A, and outputs a signal corresponding to the magnitude relationship of the comparison result. Suppose that the output voltage of the Gm bias circuit is larger. This corresponds to the drain voltage V1 of the first FET being smaller than the original value. In this case, the illustrated comparator COM increases the voltage according to the magnitude relationship, and the voltage is applied to the gate of the second auxiliary FET and to the gate of the second FET. The source voltage of the second auxiliary FET and the second FET, which are N-channel transistors, rises in response to the rise of the gate voltage. As a result, the potential of the connection node A rises, the voltages input to the comparison device COM try to be equal, and the drain voltage of the first FET also rises.

逆に、Gmバイアス回路の出力電圧がより小さかったとする。これは、第1FETのドレイン電圧が本来の値より大きいことに相当する。この場合、図示の比較装置COMはその大小関係に応じて電圧を下げ、その電圧は第2補助FETのゲートに及び第2FETのゲートに与えられる。Nチャネルトランジスタである第2補助FET及び第2FETは、ゲート電圧の下降を受けたことに応じてソース電圧が加工する。その結果、接続ノードAの電位V1'が下降し、比較装置COMに入力される電圧は等しくなろうとし、ひいては第1FETのドレイン電圧も下降する。このように接続ノードAの電位V1'が安定し、その電位に対応する第1FETのドレイン電圧V1も安定するようになる。   Conversely, assume that the output voltage of the Gm bias circuit is smaller. This corresponds to the drain voltage of the first FET being larger than the original value. In this case, the comparator COM shown in the figure reduces the voltage according to the magnitude relationship, and the voltage is applied to the gate of the second auxiliary FET and to the gate of the second FET. The source voltage of the second auxiliary FET and the second FET, which are N-channel transistors, is processed in response to the decrease in the gate voltage. As a result, the potential V1 ′ of the connection node A decreases, the voltages input to the comparison device COM try to be equal, and the drain voltage of the first FET also decreases. Thus, the potential V1 ′ of the connection node A is stabilized, and the drain voltage V1 of the first FET corresponding to the potential is also stabilized.

なお、接続ノードAの電圧と第1FETのドレイン電圧が同一であることは必須でない。例えば、接続ノードAと第2補助FETのソースノードとの間(図中、Bで示される付近)に電圧調整抵抗Rxが挿入されたとする。この場合、電圧調整抵抗Rxにかかる電位差の分だけ反転入力(−)の電圧は低くなる。このため、比較装置COMは電圧調整抵抗Rxが無かった場合に比べて、より高い電圧を出力するようになる。この信号が第2FETのゲートに入力されることで、第1FETのドレイン電圧を、より高くすることができる。より一般的には、比較装置COMの入力に何らかのオフセット電圧を加えることで、第2FETに送る制御信号の極性変化点(ゼロ点)を変えることができる。   Note that it is not essential that the voltage at the connection node A and the drain voltage of the first FET be the same. For example, it is assumed that the voltage adjustment resistor Rx is inserted between the connection node A and the source node of the second auxiliary FET (in the vicinity of B in the figure). In this case, the voltage of the inverting input (−) becomes lower by the potential difference applied to the voltage adjustment resistor Rx. Therefore, the comparison device COM outputs a higher voltage than when the voltage adjustment resistor Rx is not provided. By inputting this signal to the gate of the second FET, the drain voltage of the first FET can be further increased. More generally, the polarity change point (zero point) of the control signal sent to the second FET can be changed by applying some offset voltage to the input of the comparator COM.

図1や図3に示される増幅器には第1及び第2FETが含まれるので、増幅器の利得の安定化を図る観点からは、第2FETのバイアスだけでなく、第1FETのバイアスの安定化も考慮した方がよい。本発明の第2実施例は、Gm補償バイアス回路から第1FETに与えられるバイアスの安定化も図ろうとする。本実施例によるGm補償バイアス回路を説明する前に、従来のGm補償バイアス回路が使用された場合の問題点を指摘する。   Since the amplifier shown in FIGS. 1 and 3 includes the first and second FETs, not only the bias of the second FET but also the stabilization of the bias of the first FET is considered from the viewpoint of stabilizing the gain of the amplifier. You should do it. The second embodiment of the present invention also attempts to stabilize the bias applied to the first FET from the Gm compensation bias circuit. Before describing the Gm compensation bias circuit according to the present embodiment, problems when the conventional Gm compensation bias circuit is used will be pointed out.

図4は従来のGm補償バイアス回路に使用される回路例を示す。Gm補償バイアス回路は、第1のPチャネル及びNチャネルFETと、第2のPチャネル及びNチャネルFETとを含む。第1のPチャネルFETは、高電位源に接続されたソースと、ゲートと、該ゲートに接続されたドレインとを有する。第1のNチャネルFETは、第3FETと言及され、第1のPチャネルFETのドレインに接続されたドレインと、ゲートと、抵抗Rsを介して低電位源に接続されたソースとを有する。第2のPチャネルFETは、高電位源に接続されたソースと、第1のPチャネルFETのゲートに接続されたゲートと、ドレインとを有する。第2のNチャネルFETは、第4FETと言及され、第2のPチャネルFETのドレインに接続されたドレインと、該ドレインに接続されたゲートと、低電位源に接続されたソースとを有する。   FIG. 4 shows an example of a circuit used in a conventional Gm compensation bias circuit. The Gm compensation bias circuit includes a first P-channel and N-channel FET and a second P-channel and N-channel FET. The first P-channel FET has a source connected to a high potential source, a gate, and a drain connected to the gate. The first N-channel FET is referred to as a third FET and has a drain connected to the drain of the first P-channel FET, a gate, and a source connected to a low potential source via a resistor Rs. The second P-channel FET has a source connected to the high potential source, a gate connected to the gate of the first P-channel FET, and a drain. The second N-channel FET, referred to as the fourth FET, has a drain connected to the drain of the second P-channel FET, a gate connected to the drain, and a source connected to a low potential source.

概して、Gm補償バイアス回路は電流ミラー回路を構成し、第1のPチャネルFET及び第3FETに流れる基準電流Irefは、第2のPチャネルFET及び第4FETに流れるバイアス電流Ibiに反映される。この場合において、基準電流Iref及びバイアス電流Ibiが等しかったならば、第4FETの相互コンダクタンスgmは、次式のように近似できる。   Generally, the Gm compensation bias circuit constitutes a current mirror circuit, and the reference current Iref flowing through the first P-channel FET and the third FET is reflected in the bias current Ibi flowing through the second P-channel FET and the fourth FET. In this case, if the reference current Iref and the bias current Ibi are equal, the mutual conductance gm of the fourth FET can be approximated by the following equation.

Figure 0005012412
ここで、Rsは第3FETのソースに接続された第1抵抗(Rs)を表す。上記の数式から分かるように、第3FETの相互コンダクタンスgmは、Iref=Ibiの場合、第1抵抗Rsに反比例する。従って、バイアス電流Ibiに比例する電流が、後段の増幅器に供給されるならば、バイアスの安定化を図ることができ、増幅器の利得の安定化を図ることができる。
Figure 0005012412
Here, Rs represents the first resistance (Rs) connected to the source of the third FET. As can be seen from the above formula, the mutual conductance gm of the third FET is inversely proportional to the first resistance Rs when Iref = Ibi. Therefore, if a current proportional to the bias current Ibi is supplied to the subsequent amplifier, the bias can be stabilized and the amplifier gain can be stabilized.

図2に関連して言及したように、FETのソース及びドレイン間の抵抗RDSが比較的大きい場合、ドレイン電圧が多少変動してもドレイン電流はさほど変化しない。第3及び第4FETのドレイン電圧V3,V4が多少異なっていたとしても、Iref=Ioutの関係を保つことができ、上記の近似式 gm∝1/Rs は成立し、所期の動作が保証される。しかしながら、トランジスタの微細化が進むにつれて、ソース及びドレイン間の抵抗RDSが比較的小さくなってくると、ドレイン電圧変動に応じたドレイン電流変動が無視できなくなる。このため、第3及び第4FETのドレイン電圧V3,V4は共に等しいことが要求される。しかしながら実際には、製造プロセス変動や動作温度等に起因して、第3及び第4FETのドレイン電圧V3,V4が同じでなくなる場合も生じ、その場合、Iref=Ioutの関係が維持されず、上記の近似式 gm∝1/Rs は成立しなくなる。その結果、所期の動作も保証されなくなる。 As mentioned in connection with FIG. 2, when the resistance R DS between the source and drain of the FET is relatively large, the drain current does not change much even if the drain voltage varies somewhat. Even if the drain voltages V3 and V4 of the third and fourth FETs are slightly different, the relationship of Iref = Iout can be maintained, and the above approximate expression gm∝1 / Rs holds, and the expected operation is guaranteed. The However, if the resistance R DS between the source and the drain becomes relatively small as the transistor becomes finer, the drain current fluctuation according to the drain voltage fluctuation cannot be ignored. For this reason, the drain voltages V3 and V4 of the third and fourth FETs are required to be equal. However, in practice, the drain voltages V3 and V4 of the third and fourth FETs may not be the same due to manufacturing process fluctuations, operating temperatures, and the like. In this case, the relationship of Iref = Iout is not maintained, and The approximate expression gm∝1 / Rs of is no longer valid. As a result, the expected operation cannot be guaranteed.

図5は本実施例によるGm補償バイアス回路を示す。Gm補償バイアス回路は、図4で説明済みの要素と同様の要素を有し、それらについて重複的な説明は省略される。図5のGm補償バイアス回路は比較装置COMを更に有し、比較装置COMは、第3FETのドレインに接続された非反転入力(+)と、第4FETのドレインに接続された反転入力(−)と、第1及び第2のPチャネルFET双方のゲートに接続された出力とを有する。比較装置COMの非反転入力及び出力の間には、位相調整回路が設けられている。位相調整回路は図示の例では、キャパシタ単独で構成されているが、キャパシタ、インダクタ、抵抗器その他の適切な如何なる組み合わせ(例えば、キャパシタと抵抗器の直列接続された回路)で構成されてもよい。また、位相調整回路は、反転入力と出力の間に設けられてもよい。基準電流側及びバイアス電流側の間で相対的な位相を適切に設定し、発振してしまうことを防止できればよいからである。   FIG. 5 shows a Gm compensation bias circuit according to this embodiment. The Gm compensation bias circuit has the same elements as those already described with reference to FIG. 4, and redundant description thereof is omitted. The Gm compensation bias circuit of FIG. 5 further includes a comparator COM, which compares the non-inverting input (+) connected to the drain of the third FET and the inverting input (−) connected to the drain of the fourth FET. And an output connected to the gates of both the first and second P-channel FETs. A phase adjustment circuit is provided between the non-inverting input and the output of the comparator COM. In the illustrated example, the phase adjustment circuit is composed of a capacitor alone. However, the phase adjustment circuit may be composed of any appropriate combination of a capacitor, an inductor, a resistor, and the like (for example, a circuit in which a capacitor and a resistor are connected in series). . The phase adjustment circuit may be provided between the inverting input and the output. This is because it is only necessary to appropriately set the relative phase between the reference current side and the bias current side to prevent oscillation.

図4の回路の場合と同様に、図5のGm補償バイアス回路も電流ミラー回路を構成し、第3FETに流れる基準電流Irefは、第4FETに流れるバイアス電流Ibiに反映される。そして、基準電流Iref及びバイアス電流Ibiが等しかったならば、第4FETの相互コンダクタンスgmは、1/Rsに比例する。従ってバイアス電流Ibiに比例する電流が、後段の増幅器に供給されるならば、バイアスの安定化を図ることができ、増幅器の利得の安定化を図ることができる。   As in the case of the circuit of FIG. 4, the Gm compensation bias circuit of FIG. 5 also forms a current mirror circuit, and the reference current Iref flowing through the third FET is reflected in the bias current Ibi flowing through the fourth FET. If the reference current Iref and the bias current Ibi are equal, the mutual conductance gm of the fourth FET is proportional to 1 / Rs. Therefore, if a current proportional to the bias current Ibi is supplied to the amplifier at the subsequent stage, the bias can be stabilized and the gain of the amplifier can be stabilized.

Gm補償バイアス回路は、第3及び第4FETのドレイン電圧V3,V4が常に等しくなるように制御される。これを説明するため、第1及び第2FETを等価回路で置換したモデルを考察する。   The Gm compensation bias circuit is controlled so that the drain voltages V3 and V4 of the third and fourth FETs are always equal. To explain this, consider a model in which the first and second FETs are replaced by equivalent circuits.

図6に示されるように、ゲートとドレインの接続された第3FETは、1/(2gm)の値を有する抵抗回路と考えることができる。但し、スケール因子Kが4であることが仮定されている。この場合、第3FETのドレイン電圧変化ΔV3は、
ΔV3=(1/(2gm)+Rs)×ΔIref
と書ける。従って、
ΔIref=2gm/(1+2gm×Rs)ΔV1≦gm×ΔV3 ・・・(1)
となる。但し、gm×Rs>1/2であることが仮定されている。
As shown in FIG. 6, the third FET in which the gate and the drain are connected can be considered as a resistance circuit having a value of 1 / (2 gm). However, it is assumed that the scale factor K is 4. In this case, the drain voltage change ΔV3 of the third FET is
ΔV3 = (1 / (2gm) + Rs) × ΔIref
Can be written. Therefore,
ΔIref = 2gm / (1 + 2gm × Rs) ΔV1 ≦ gm × ΔV3 (1)
It becomes. However, it is assumed that gm × Rs> 1/2.

一方、第4FETはgm×ΔV3電流源と考えることができる。   On the other hand, the fourth FET can be considered as a gm × ΔV3 current source.

ΔIbi=gm×ΔV3 ・・・(2)
である。(1)式及び(2)式を参照するに、電圧に対する電流の観点からは、基準電流の変化ΔIrefは、バイアス電流の変化ΔIbiよりも緩やかであることが分かる(図5下側のグラフ参照。)。
ΔIbi = gm × ΔV3 (2)
It is. Referring to the equations (1) and (2), it can be seen that the change ΔIref in the reference current is more gradual than the change ΔIbi in the bias current from the viewpoint of the current with respect to the voltage (see the lower graph in FIG. 5). .)

仮に、Iref<Ibiになってしまったとする。第1及び第2のPチャネルFETのソースドレイン間の抵抗RDSが同程度であったとすると、V3>V4 となり、この電位差が比較装置COMに入力される。図示の例の場合、比較装置COMの非反転入力(+)に比較的大きな電圧が印加され、反転入力(−)に比較的小さな電圧が印加される。比較装置COMはこの電圧の大小関係に応じた比較出力信号(図示の例では、電位差に応じた高電位)を出力する。比較出力信号は第1及び第2のPチャネルFETのゲートにそれぞれ入力される。第1及び第2のPチャネルFETは高電位をゲートでそれぞれ受けるので、電流を減少させる方向にむかう。基準電流Iref及びバイアス電流Ibiは少なくなり、第3及び第4FETのドレイン電圧は等しくなる方向に変化し、V3≠V4及びIref<Ibiの状態から、V3=V4及びIref=Ibi の状態に向かう。 Suppose that Iref <Ibi. If the resistances R DS between the source and drain of the first and second P-channel FETs are approximately the same, V3> V4, and this potential difference is input to the comparator COM. In the case of the illustrated example, a relatively large voltage is applied to the non-inverting input (+) of the comparison device COM, and a relatively small voltage is applied to the inverting input (−). The comparison device COM outputs a comparison output signal (in the example shown, a high potential corresponding to the potential difference) according to the magnitude relationship of the voltages. The comparison output signal is input to the gates of the first and second P-channel FETs, respectively. Since the first and second P-channel FETs receive a high potential at their gates, the current decreases. The reference current Iref and the bias current Ibi are reduced, and the drain voltages of the third and fourth FETs change in the same direction, and move from the state of V3 ≠ V4 and Iref <Ibi to the state of V3 = V4 and Iref = Ibi.

逆に、Iref>Ibiになってしまったとする。この場合は、V3<V4 となり、この電位差が比較装置COMに入力される。図示の例の場合、比較装置COMの非反転入力(+)に比較的小さな電圧が印加され、反転入力(−)に比較的大きな電圧が印加される。比較装置COMはこの電圧の大小関係に応じた比較出力信号(この場合、電位差に応じた低電位)を出力する。比較出力信号は第1及び第2のPチャネルFETのゲートにそれぞれ入力される。第1及び第2のPチャネルFETは電流を増加させる方向にむかう。基準電流Iref及びバイアス電流Ibiは多くなり、第3及び第4FETのドレイン電圧は等しくなる方向に変化し、V3≠V4及びIref>Ibiの状態から、V3=V4及びIref=Ibi の状態に向かう。   Conversely, suppose Iref> Ibi. In this case, V3 <V4, and this potential difference is input to the comparator COM. In the case of the illustrated example, a relatively small voltage is applied to the non-inverting input (+) of the comparison device COM, and a relatively large voltage is applied to the inverting input (−). The comparison device COM outputs a comparison output signal (in this case, a low potential corresponding to the potential difference) according to the magnitude relationship of the voltages. The comparison output signal is input to the gates of the first and second P-channel FETs, respectively. The first and second P-channel FETs tend to increase current. The reference current Iref and the bias current Ibi increase, and the drain voltages of the third and fourth FETs change in the same direction. From the state of V3 ≠ V4 and Iref> Ibi, the state goes to the state of V3 = V4 and Iref = Ibi.

本実施例によれば、Gm補償バイアス回路の比較装置COMに入力された電位差(極性も含む)に応じた比較出力信号に応じて、基準電流Iref及びバイアス電流Ibiが増やされる又は減らされ、Iref=Ibiが実現され、V3=V4になるように制御が行われる。更に、安定化バイアス回路の動作と相俟って、V1=V1'=V3=V4となるように、制御が行われる。即ち、第1FET、第1補助FET、第3FET及び第4FETのドレイン電圧がそれぞれ等しくなるように制御が行われる。その結果、増幅器の第1及び第2FET双方のバイアスを安定させることができ、増幅器の利得を極めて安定させることができる。   According to the present embodiment, the reference current Iref and the bias current Ibi are increased or decreased according to the comparison output signal corresponding to the potential difference (including the polarity) input to the comparator COM of the Gm compensation bias circuit. = Ibi is realized, and control is performed so that V3 = V4. Further, in combination with the operation of the stabilizing bias circuit, control is performed so that V1 = V1 ′ = V3 = V4. That is, control is performed so that the drain voltages of the first FET, the first auxiliary FET, the third FET, and the fourth FET are equal. As a result, the bias of both the first and second FETs of the amplifier can be stabilized, and the gain of the amplifier can be extremely stabilized.

図7は本実施例の変形例を示す。Gm補償バイアス回路の出力は、図5に示されるように第3FETのドレイン(電圧V3)から取り出されてもよいし、第4FETのドレイン(電圧V4)から取り出されてもよい。それらは等しくなるように制御されるからである。動作の安定性を図る観点からは、その出力は、図7に示されているように、第5FET及び第6FETで構成される電流ミラーを介して取り出されてもよい。図示の例では、第5FETは比較装置COMの出力に接続されたゲート、高電位源に接続されたソース及び接続ノードEに接続されたドレインを有する。第6FETは接続ノードEに接続されたドレイン、該ドレインに接続されたゲート及び歪補償抵抗を介して低電位源(典型的には、GND)に接続されたソースを有する。第6FETのゲート及びドレインは、安定化バイアス回路の比較装置COMの非反転入力(+)に接続されている。概して図7に示される回路例は、波線枠で囲まれている要素を含む点で図5の回路例と異なる。歪補償抵抗を設けることで、増幅器に歪補償機能を持たせることができる。ソース又はドレインを歪補償抵抗を介して電位源に接続することは、本実施例だけでなく、他の実施例で行われてもよい。   FIG. 7 shows a modification of this embodiment. The output of the Gm compensation bias circuit may be taken from the drain (voltage V3) of the third FET as shown in FIG. 5, or may be taken from the drain (voltage V4) of the fourth FET. This is because they are controlled to be equal. From the viewpoint of stability of operation, the output may be taken out through a current mirror composed of a fifth FET and a sixth FET, as shown in FIG. In the example shown, the fifth FET has a gate connected to the output of the comparator COM, a source connected to the high potential source, and a drain connected to the connection node E. The sixth FET has a drain connected to the connection node E, a gate connected to the drain, and a source connected to a low potential source (typically GND) via a distortion compensation resistor. The gate and drain of the sixth FET are connected to the non-inverting input (+) of the comparator COM of the stabilizing bias circuit. In general, the circuit example shown in FIG. 7 differs from the circuit example of FIG. 5 in that it includes elements surrounded by a wavy frame. By providing a distortion compensation resistor, the amplifier can have a distortion compensation function. Connecting the source or drain to the potential source via the strain compensation resistor may be performed not only in this embodiment but also in other embodiments.

図8は本発明の第3実施例による増幅装置を示す。増幅装置は、増幅器と、Gm補償バイアス回路と、安定化バイアス回路とを含む。増幅器及びGm補償バイアス回路は第2実施例で説明されたものと同じ構成及び機能を有するので、重複的な説明は省略される。本実施例では、第2実施例のものとは異なる安定化バイアス回路が使用されている。   FIG. 8 shows an amplifying apparatus according to a third embodiment of the present invention. The amplifying device includes an amplifier, a Gm compensation bias circuit, and a stabilization bias circuit. Since the amplifier and the Gm compensation bias circuit have the same configuration and function as those described in the second embodiment, redundant description is omitted. In this embodiment, a stabilizing bias circuit different from that of the second embodiment is used.

安定化バイアス回路はローパスフィルタLPF及び比較装置COMを有する。LPFは、増幅器の第1及び第2FETの接続ノード(電圧V1)に接続された入力と、比較装置COMの反転入力(−)に接続された出力とを有する。比較装置COMは、Gm補償バイアス回路の出力に接続された非反転入力(+)と、ローパスフィルタLPFの出力に接続された反転入力(−)と、第2FETのゲートに接続された出力とを有する。ローパスフィルタLPFは、増幅器の第1及び第2FETの接続ノードの電圧から高周波成分を除去し、低周波成分を出力する。言い換えれば、ローパスフィルタLPFは増幅器のV1から小信号成分を除去し、直流電圧に相当する成分を抽出する。簡明化のため、ローパスフィルタLPFは抵抗とキャパシタを有し、抵抗は、比較装置の反転入力(−)と第1及び第2FETの接続ノードとの間に接続された、キャパシタはその抵抗に並列に接続されている。しかしながら、当該技術分野で既知の適切な如何なるローパスフィルタ回路が使用されてもよい。ローパスフィルタLPFの出力とGm補償バイアス回路の出力は、比較装置COMで比較され、比較結果の大小関係に応じた信号を出力する。   The stabilization bias circuit includes a low-pass filter LPF and a comparison device COM. The LPF has an input connected to the connection node (voltage V1) of the first and second FETs of the amplifier and an output connected to the inverting input (−) of the comparator COM. The comparator COM has a non-inverting input (+) connected to the output of the Gm compensation bias circuit, an inverting input (−) connected to the output of the low-pass filter LPF, and an output connected to the gate of the second FET. Have. The low pass filter LPF removes a high frequency component from the voltage at the connection node of the first and second FETs of the amplifier, and outputs a low frequency component. In other words, the low-pass filter LPF removes a small signal component from V1 of the amplifier and extracts a component corresponding to a DC voltage. For simplicity, the low-pass filter LPF has a resistor and a capacitor, and the resistor is connected between the inverting input (−) of the comparator and the connection node of the first and second FETs, and the capacitor is in parallel with the resistor. It is connected to the. However, any suitable low pass filter circuit known in the art may be used. The output of the low-pass filter LPF and the output of the Gm compensation bias circuit are compared by the comparison device COM, and a signal corresponding to the magnitude relation of the comparison result is output.

仮に、Gmバイアス回路の出力電圧がV1より大きかったとする。これは、第1FETのドレイン電圧が本来の値より小さいことに相当する。この場合、図示の比較装置COMはその大小関係に応じて電圧を上昇させ、その信号は第2FETのゲートに与えられる。Nチャネルトランジスタである第2FETは、ゲートの上昇に応じてソース電圧を上昇させようとする。その結果、第1FETのドレイン電圧V1も上昇する。   Suppose that the output voltage of the Gm bias circuit is higher than V1. This corresponds to the drain voltage of the first FET being smaller than the original value. In this case, the comparator COM shown increases the voltage according to the magnitude relationship, and the signal is applied to the gate of the second FET. The second FET, which is an N-channel transistor, tries to increase the source voltage as the gate increases. As a result, the drain voltage V1 of the first FET also increases.

逆に、Gmバイアス回路の出力電圧がV1'より小さかったとする。これは、第1FETのドレイン電圧が本来の値より大きいことに相当する。この場合、図示の比較装置COMはその大小関係に応じて電圧を減少させ、その信号は第2FETのゲートに与えられる。Nチャネルトランジスタである第2FETは、ゲート電圧の下降に応じてソース電圧を減少させようとする。その結果、第1FETのドレイン電圧V1も下降する。   Conversely, assume that the output voltage of the Gm bias circuit is smaller than V1 ′. This corresponds to the drain voltage of the first FET being larger than the original value. In this case, the illustrated comparator COM decreases the voltage according to the magnitude relationship, and the signal is applied to the gate of the second FET. The second FET, which is an N-channel transistor, attempts to decrease the source voltage as the gate voltage decreases. As a result, the drain voltage V1 of the first FET also decreases.

第1及び第2実施例も本実施例も第1FETのドレイン電圧V1が、Gm補償バイアス回路の出力電圧に等しくなるように、制御が行われる。第1及び第2実施例では第1及び第2FETの複製物に相当する第1及び第2補助FETが用意され、第1FETのドレイン電圧V1に相当する電圧V3が安定化バイアス回路の比較装置COMに入力されている。これに対して第3実施例では、第1FETのドレイン電圧V1がローパスフィルタLPFを介して安定化バイアス回路の比較装置COMに入力されている。第1及び第2補助FETを設けなくてよいので、第3実施例は回路構成の簡易化を図る等の点で有利である。第1及び第2実施例は、制御対象となる第1FETのドレイン電圧V1を比較装置側にフィードバックしていないので、第1FETのドレインに不要な寄生素子が形成されず、増幅器の安定動作の観点から有利である。   In both the first and second embodiments, this embodiment is controlled so that the drain voltage V1 of the first FET is equal to the output voltage of the Gm compensation bias circuit. In the first and second embodiments, first and second auxiliary FETs corresponding to replicas of the first and second FETs are prepared, and the voltage V3 corresponding to the drain voltage V1 of the first FET is a comparator COM of the stabilization bias circuit. Has been entered. On the other hand, in the third embodiment, the drain voltage V1 of the first FET is input to the comparator COM of the stabilizing bias circuit via the low pass filter LPF. Since the first and second auxiliary FETs need not be provided, the third embodiment is advantageous in that the circuit configuration is simplified. In the first and second embodiments, since the drain voltage V1 of the first FET to be controlled is not fed back to the comparator side, unnecessary parasitic elements are not formed at the drain of the first FET, and the viewpoint of stable operation of the amplifier Is advantageous.

図9は本発明の第4実施例による増幅装置を示す。増幅装置は、Gm補償バイアス回路と、安定化バイアス回路と、ミキサとを含む。Gm補償バイアス回路及び安定化バイアス回路は図5で説明済みの回路と同様なので、重複的な説明は省略される。第4実施例では、第1〜3実施例の増幅器に相当する部分がミキサを構成する。ミキサは、信号S1及び信号S2を受け、それらを乗算した信号Soutを出力する。一例としてミキサが無線通信機の周波数変換部に使用され、信号S1が局部発信周波数信号(Lo)に、信号S2が無線周波数信号に対応してもよい。   FIG. 9 shows an amplifying device according to a fourth embodiment of the present invention. The amplifying device includes a Gm compensation bias circuit, a stabilization bias circuit, and a mixer. Since the Gm compensation bias circuit and the stabilization bias circuit are the same as those already described with reference to FIG. 5, redundant description is omitted. In the fourth embodiment, a portion corresponding to the amplifier of the first to third embodiments constitutes a mixer. The mixer receives the signal S1 and the signal S2, and outputs a signal Sout obtained by multiplying them. As an example, a mixer may be used for the frequency conversion unit of the radio communication device, the signal S1 may correspond to the local transmission frequency signal (Lo), and the signal S2 may correspond to the radio frequency signal.

ミキサは、差動増幅器を2組並列な位置関係で含む。トランジスタ対は2つのNチャネル電界効果トランジスタ(第6及び第7FETと言及する。)を含み、高電位源と、第6及び第7FETのドレインとの間に出力抵抗Rがそれぞれ接続されている。第6及び第7FETのゲートは乗算される一方の信号S1を受け、ソースは互いに接続され、接続ノードの電位は便宜上V5と言及される。この接続ノードに接続されたドレインと、Gm補償バイアス回路の出力に接続されたゲートと、低電位源に接続されたソースとを有するNチャネル電界効果トランジスタ(第5FETと言及する。)有する。第5FETのゲートは、乗算される他方の信号S2を受ける。   The mixer includes two sets of differential amplifiers in a parallel positional relationship. The transistor pair includes two N-channel field effect transistors (referred to as sixth and seventh FETs), and output resistors R are connected between the high potential source and the drains of the sixth and seventh FETs, respectively. The gates of the sixth and seventh FETs receive one signal S1 to be multiplied, the sources are connected to each other, and the potential of the connection node is referred to as V5 for convenience. It has an N channel field effect transistor (referred to as a fifth FET) having a drain connected to the connection node, a gate connected to the output of the Gm compensation bias circuit, and a source connected to a low potential source. The gate of the fifth FET receives the other signal S2 to be multiplied.

他方の差動増幅器もトランジスタ対及び電流源を含む。トランジスタ対は2つのNチャネル電界効果トランジスタ(第9及び第10FETと言及する。)を含む。第9及び第10FETのドレインは、第6及び第7FETのドレインにそれぞれ接続され、従って出力抵抗Rにそれぞれ接続されている。第9及び第10FETのゲートは乗算される一方の信号S1を受け、ソースは互いに接続され、接続ノードの電位は便宜上V5'と言及される。この接続ノードに接続されたドレインと、Gm補償バイアス回路の出力に接続されたゲートと、低電位源に接続されたソースとを有するNチャネル電界効果トランジスタ(第8FETと言及する。)を有する。第8FETのゲートは、乗算される他方の信号S2を受ける。   The other differential amplifier also includes a transistor pair and a current source. The transistor pair includes two N-channel field effect transistors (referred to as ninth and tenth FETs). The drains of the ninth and tenth FETs are connected to the drains of the sixth and seventh FETs, respectively, and are thus connected to the output resistor R, respectively. The gates of the ninth and tenth FETs receive one signal S1 to be multiplied, the sources are connected to each other, and the potential of the connection node is referred to as V5 ′ for convenience. It has an N channel field effect transistor (referred to as the 8th FET) having a drain connected to the connection node, a gate connected to the output of the Gm compensation bias circuit, and a source connected to a low potential source. The gate of the eighth FET receives the other signal S2 to be multiplied.

第1〜第3実施例の増幅器の第1FETは第4実施例の第5FETに関連付けることができる。第1〜第3実施例の増幅器の第2FETは第4実施例の第6,第7FETに関連付けることができる。第1〜第3実施例で第1FETのドレイン電圧V1を安定化させたのと同様に、第4実施例では第5FETのドレイン電圧V5及び第8FETのドレイン電圧V5'の安定化が図られる。より具体的には、第5及び第8FETは第1補助FETに関連付けられ、第6及び第7FETのトランジスタ対と第9及び第10FETのトランジスタ対は第2補助FETに関連付けられる。従って安定化バイアス回路により、Gm補償バイアス回路の出力電圧及び第1補助FETのドレイン電圧V1'が等しくなるようにすると、第5FETのドレイン電圧V5と、第8FETのドレイン電圧V5'と、Gm補償バイアス回路の出力電圧とが等しくなる(V3=V4=V1'=V5=V5')。これにより、ミキサで使用される増幅器の利得の安定化を図ることができる。   The first FET of the amplifiers of the first to third embodiments can be associated with the fifth FET of the fourth embodiment. The second FETs of the amplifiers of the first to third embodiments can be related to the sixth and seventh FETs of the fourth embodiment. Similarly to the case where the drain voltage V1 of the first FET is stabilized in the first to third embodiments, the drain voltage V5 of the fifth FET and the drain voltage V5 ′ of the eighth FET are stabilized in the fourth embodiment. More specifically, the fifth and eighth FETs are associated with the first auxiliary FET, and the sixth and seventh FET transistor pairs and the ninth and tenth FET transistor pairs are associated with the second auxiliary FET. Accordingly, when the output voltage of the Gm compensation bias circuit and the drain voltage V1 ′ of the first auxiliary FET are made equal by the stabilizing bias circuit, the drain voltage V5 of the fifth FET, the drain voltage V5 ′ of the eighth FET, and the Gm compensation. The output voltage of the bias circuit becomes equal (V3 = V4 = V1 ′ = V5 = V5 ′). As a result, the gain of the amplifier used in the mixer can be stabilized.

図10は、第4実施例と従来例とのシミュレーションによる比較結果を示す。図9のミキサと従来のバイアス例(定電圧源)を含む増幅装置が多数製造された場合、増幅装置の利得がどのような値をとるか(即ち、どのようにばらつくか)がシミュレートされ、利得の典型値(TYP)、最小値(MIN)及び最大値(MAX)が判定された。図9のミキサとバイアス回路を含む増幅装置が多数製造された場合、増幅装置の利得がどのような値をとるか(即ち、どのようにばらつくか)もシミュレートされ、利得の典型値(TYP)、最小値(MIN)及び最大値(MAX)が判定された。シミュレーションでは、製造プロセス変動や動作温度等も考慮された。   FIG. 10 shows a comparison result by simulation between the fourth embodiment and the conventional example. When a large number of amplifying devices including the mixer of FIG. 9 and the conventional bias example (constant voltage source) are manufactured, what value (that is, how the gain of the amplifying device takes) is simulated. The typical value (TYP), minimum value (MIN), and maximum value (MAX) of the gain were determined. When a large number of amplifying devices including the mixer and the bias circuit of FIG. 9 are manufactured, the value of the gain of the amplifying device (that is, how the gain varies) is simulated, and a typical value of the gain (TYP ), Minimum value (MIN) and maximum value (MAX). In the simulation, manufacturing process variation and operating temperature were also taken into account.

図10左側に示されているように、従来のバイアス回路(定電圧源)が使用された場合、利得の最小値3.3は典型値8.1に対して−4.8dB(−60%)も逸脱しており、利得の最大値9.9は典型値8.1に対して+1.8dB(+22%)も逸脱しており、ばらつきの幅は典型値の82%にも及んでいる。これに対して第4実施例のバイアス回路が使用された場合、図10右側に示されているように、利得の最小値5.4は典型値8.1に対して−2.7dB(−33%)しか逸脱しておらず、利得の最大値9.1も典型値8.1に対して+1.0dB(+12%)しか逸脱しておらず、ばらつきの幅は典型値の45%に過ぎない(従来の約1/2で済む)。従って本実施例によれば、従来よりも利得の安定化を図ることができる。   As shown on the left side of FIG. 10, when a conventional bias circuit (constant voltage source) is used, the minimum gain value 3.3 is −4.8 dB (−60% relative to the typical value 8.1). ) Is also deviating, the maximum value of 9.9 is deviating by +1.8 dB (+ 22%) from the typical value of 8.1, and the variation range is 82% of the typical value. . On the other hand, when the bias circuit of the fourth embodiment is used, as shown in the right side of FIG. 10, the minimum gain value 5.4 is −2.7 dB (− 33%), the maximum value of the gain 9.1 deviates only +1.0 dB (+ 12%) from the typical value 8.1, and the variation range is 45% of the typical value. (It only takes about 1/2 of the conventional one.) Therefore, according to the present embodiment, the gain can be stabilized more than before.

以上本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、本発明は説明された増幅器の回路構成に限定されず、利得の安定化を図る適切な如何なる増幅器に使用されてもよい。   Although the present invention has been described above with reference to specific embodiments, the present invention is not limited to the circuit configuration of the amplifier described, and may be used in any appropriate amplifier that achieves gain stabilization.

各実施例は単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。例えば、FETを組み合わせる論理は正論理でもよいし、負論理でもよい。即ち、Nチャネル及びPチャネルの極性を説明済みのものと逆にしてもよい。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてもよい。各実施例の区分けは本発明に本質的ではなく、2以上の実施例が必要に応じて使用されてよい。説明の便宜上、本発明の実施例に係る装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウエアで、ソフトウエアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が本発明に包含される。   Each embodiment is merely illustrative, and those skilled in the art will appreciate various variations, modifications, alternatives, substitutions, and the like. For example, the logic combining the FETs may be positive logic or negative logic. That is, the polarities of the N channel and P channel may be reversed from those already described. Although specific numerical examples have been described in order to facilitate understanding of the invention, these numerical values are merely examples and any appropriate values may be used unless otherwise specified. The division of each embodiment is not essential to the present invention, and two or more embodiments may be used as necessary. For convenience of explanation, an apparatus according to an embodiment of the present invention has been described using a functional block diagram, but such an apparatus may be realized by hardware, software, or a combination thereof. The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications, modifications, alternatives, substitutions, and the like are included in the present invention without departing from the spirit of the present invention.

以下、本発明により教示される手段を例示的に列挙する。
(付記1)
負荷抵抗と第2FETのドレインが接続され、
第2FETのソースと第1FETのドレインが接続された構造を有する増幅器と、
前記第1FETに第1バイアス電流を供給する第1バイアス回路と、
前記第2FETのゲートに第2バイアス電圧を供給する第2バイアス回路と、
を有し、前記第2バイアス回路は、
前記第1及び第2FETの接続ノードにおけるバイアス電圧と、前記第1バイアス回路の出力電圧とが連動するように、前記第2FETのゲートに制御信号を与える比較装置を有する増幅装置。
(付記2)
付記1において、
前記第1及び第2FETの接続ノードにおけるバイアス電圧と、前記第1バイアス回路の出力電圧とが等しくなるように、前記第2FETのゲートに制御信号を与える比較装置を有する増幅装置。
(付記3)
前記第2バイアス回路は、
前記第1バイアス回路の出力に接続されたゲートを有する第1補助FETと、
接続ノードを介して前記第1補助FETのドレインにソースが直列に接続された第2補助FETと、
前記第1バイアス回路の出力電圧及び前記接続ノードの電圧を比較し、比較結果を示す信号を前記第2FETのゲートに及び第2補助FETのゲートに与える比較装置と、
を有する付記1又は2に記載の増幅装置。(3)
(付記4)
前記第2バイアス回路は、
前記第1及び第2FETの接続ノードに接続された入力を有するローパスフィルタと、
前記第1バイアス回路の出力電圧及び前記ローパスフィルタの出力電圧を比較し、比較結果を示す信号を前記第2FETのゲートに与える比較装置と、
を有する請求項1又は2に記載の増幅装置。
(付記5)
前記第1バイアス回路は、
第1電流が流れる第1電極及び第2電極を有し、前記第1電極に接続されたゲートを有する第3FETと、
第2電流が流れる第1電極及び第2電極を有し、前記第3FETの前記ゲートに接続されたゲートを有する第4FETと、
前記第3FETの第2電極または前記第4FETの第2電極に接続された第1抵抗と、
前記第3FETの第1電極の電圧である第1電圧及び前記第4FETの第1電極の電圧である第2電圧の比較結果に応じた信号を出力する比較装置と、
を有し、該比較装置から出力される信号により、前記第1電圧と前記第2電圧が等しくなるように、前記第1電流および前記第2電流が制御される付記3又は4記載の増幅装置。
(付記6)
前記第3及び第4FETがNチャネルFETであり、前記第3FETの第1電極と高電位源との間に前記第1流源としてPチャネルFETが設けられ、前記第4FETの第1電極と高電位源との間に前期第2電流源としてPチャネルFETが設けられ、前記第3FETの第2電極または前記第4FETの一方の第2電極は、第1抵抗を介して低電位源に接続され、第1抵抗が接続されない側のもう一方のFETの第2電極は低電位源に接続される、付記5記載の増幅装置。
(付記7)
前記第3及び第4FETがPチャネルFETであり、前記第3FETの第1電極と低電位源との間に前記第1流源としてNチャネルFETが設けられ、前記第4FETの第1電極と低電位源との間に前期第2電流源としてNチャネルFETが設けられ、前記第3FETの第2電極または前記第4FETの一方の第2電極は、第1抵抗を介して高電位源に接続され、第1抵抗が接続されない側のもう一方のFETの第2電極は高電位源に接続される、付記5記載の増幅装置。
(付記8)
前記第1バイアス回路の前記比較装置が、演算増幅器で構成される付記1記載の増幅装置。
(付記9)
前記第1FETが、歪除去抵抗器を介して低電位源にそれぞれ接続される付記1記載の増幅装置。
(付記10)
前記第1FET及び前記第1補助FETが、歪除去抵抗器を介して低電位源にそれぞれ接続される付記2記載の増幅装置。
(付記11)
前記第1及び第2補助FETが、電圧調整抵抗器を介して直列に接続される付記2記載の増幅装置。
(付記12)
前記比較装置が、演算増幅器で構成される付記1記載の増幅装置。
(付記13)
前記第1バイアス回路は、
第1電流が流れる第1電極及び第2電極を有し、前記第1電極に接続されたゲートを有する第3FETと、
第2電流が流れる第1電極及び第2電極を有し、前記第3FETの前記ゲートに接続されたゲートを有する第4FETと、
前記第3FETの第2電極または前期第4FETの第2電極に接続された第1抵抗と、
前記第3FETの第1電極及び前記第4FETの第1電極に接続されたカレントミラー回路と、
を有する付記1〜4記載の増幅装置。
(付記14)
前記第1信号が前記第1FETのゲートに入力され、前記第2信号が前記第2FETに入力される付記11記載の増幅装置。
(付記15)
前記第1FETおよび第1補助FETのソースは、抵抗器を介して低電位源または高電位源に接続さる、付記1〜3,4〜6に記載の増幅装置。
(付記16)
前記増幅器は、第1信号を入力する第1端子と、第2信号を受信する第2端子を有し、該第1及び第2信号を乗算した第3信号を出力するギルバートセル型ミキサを構成し、前記第1バイアス回路は前記第1端子にバイアス電圧を供給し、前記第2バイアス回路は前記第2端子にバイアス電圧を供給する、付記1〜3,4〜6に記載の増幅装置。
(付記17)
負荷抵抗、第1及び第2FETが直列に接続された構造を有し且つ前記第1FETに第1バイアス電流を供給するGm補償バイアス回路を有する増幅回路の前記第2FETに第2バイアス電流を供給する安定化バイアス回路であって、
前記第1及び第2FETの接続ノードにおけるバイアス電圧と、前記Gm補償バイアス回路の出力電圧とが等しくなるように、前記第2FETのゲートに制御信号を与える比較装置を有する安定化バイアス回路。
(付記18)
前記Gm補償バイアス回路の出力に接続されたゲートを有する第1補助FETと、
接続ノードを介して前記第1補助FETに直列に接続された第2補助FETと、
を有し、前記比較装置は、前記Gm補償バイアス回路の出力電圧及び前記接続ノードの電圧を比較し、比較結果を示す制御信号を前記第2FETのゲートに及び第2補助FETのゲートに与える付記17記載の安定化バイアス回路。
(付記19)
前記第1及び第2FETの接続ノードに接続された入力を有するローパスフィルタを更に有し、前記比較装置は、前記Gm補償バイアス回路の出力電圧及び前記ローパスフィルタの出力電圧を比較し、比較結果を示す制御信号を前記第2FETのゲートに与える付記17記載の安定化バイアス回路。
(付記20)
前記第1補助FETが、歪除去抵抗器を介して低電位源にそれぞれ接続される付記18記載の安定化バイアス回路。
(付記21)
前記第1及び前記第2補助FETが、電圧調整抵抗器を介して直列に接続される付記18記載の安定化バイアス回路。
(付記22)
前記比較装置が、演算増幅器で構成される付記17記載の安定化バイアス回路。
Hereinafter, the means taught by the present invention will be listed as an example.
(Appendix 1)
The load resistor and the drain of the second FET are connected,
An amplifier having a structure in which the source of the second FET and the drain of the first FET are connected;
A first bias circuit for supplying a first bias current to the first FET;
A second bias circuit for supplying a second bias voltage to the gate of the second FET;
And the second bias circuit includes:
An amplifying apparatus comprising a comparator for supplying a control signal to the gate of the second FET so that a bias voltage at a connection node of the first and second FETs and an output voltage of the first bias circuit are linked.
(Appendix 2)
In Appendix 1,
An amplifying device having a comparator for supplying a control signal to the gate of the second FET so that the bias voltage at the connection node of the first and second FETs is equal to the output voltage of the first bias circuit.
(Appendix 3)
The second bias circuit includes:
A first auxiliary FET having a gate connected to the output of the first bias circuit;
A second auxiliary FET whose source is connected in series to the drain of the first auxiliary FET via a connection node;
A comparator for comparing the output voltage of the first bias circuit and the voltage of the connection node, and providing a signal indicating the comparison result to the gate of the second FET and the gate of the second auxiliary FET;
The amplifying device according to Supplementary Note 1 or 2, wherein (3)
(Appendix 4)
The second bias circuit includes:
A low pass filter having an input connected to a connection node of the first and second FETs;
A comparator for comparing the output voltage of the first bias circuit and the output voltage of the low-pass filter, and providing a signal indicating the comparison result to the gate of the second FET;
The amplifying device according to claim 1, comprising:
(Appendix 5)
The first bias circuit includes:
A third FET having a first electrode and a second electrode through which a first current flows and having a gate connected to the first electrode;
A fourth FET having a first electrode and a second electrode through which a second current flows and having a gate connected to the gate of the third FET;
A first resistor connected to a second electrode of the third FET or a second electrode of the fourth FET;
A comparator that outputs a signal corresponding to a comparison result of a first voltage that is a voltage of the first electrode of the third FET and a second voltage that is a voltage of the first electrode of the fourth FET;
The amplification device according to appendix 3 or 4, wherein the first current and the second current are controlled so that the first voltage and the second voltage are equalized by a signal output from the comparison device .
(Appendix 6)
The third and fourth FETs are N-channel FETs, a P-channel FET is provided as the first current source between the first electrode of the third FET and a high potential source, and the first electrode of the fourth FET is A P-channel FET is provided as a second current source in the previous period with the potential source, and the second electrode of the third FET or one second electrode of the fourth FET is connected to the low potential source via the first resistor. The amplification device according to appendix 5, wherein the second electrode of the other FET on the side to which the first resistor is not connected is connected to a low potential source.
(Appendix 7)
The third and fourth FETs are P-channel FETs, an N-channel FET is provided as the first current source between the first electrode of the third FET and a low potential source, and the first electrode of the fourth FET is low An N-channel FET is provided as a second current source in the previous period with the potential source, and the second electrode of the third FET or one second electrode of the fourth FET is connected to the high potential source via the first resistor. The amplification device according to appendix 5, wherein the second electrode of the other FET on the side to which the first resistor is not connected is connected to a high potential source.
(Appendix 8)
The amplifying apparatus according to appendix 1, wherein the comparison device of the first bias circuit includes an operational amplifier.
(Appendix 9)
The amplifying apparatus according to appendix 1, wherein the first FET is connected to a low potential source via a strain relief resistor.
(Appendix 10)
The amplifying apparatus according to appendix 2, wherein the first FET and the first auxiliary FET are connected to a low potential source through a strain relief resistor, respectively.
(Appendix 11)
The amplification device according to appendix 2, wherein the first and second auxiliary FETs are connected in series via a voltage adjustment resistor.
(Appendix 12)
The amplifying apparatus according to appendix 1, wherein the comparison device includes an operational amplifier.
(Appendix 13)
The first bias circuit includes:
A third FET having a first electrode and a second electrode through which a first current flows and having a gate connected to the first electrode;
A fourth FET having a first electrode and a second electrode through which a second current flows and having a gate connected to the gate of the third FET;
A first resistor connected to the second electrode of the third FET or the second electrode of the previous fourth FET;
A current mirror circuit connected to the first electrode of the third FET and the first electrode of the fourth FET;
The amplifying apparatus according to any one of supplementary notes 1-4.
(Appendix 14)
The amplifying apparatus according to claim 11, wherein the first signal is input to a gate of the first FET, and the second signal is input to the second FET.
(Appendix 15)
The amplification device according to any one of appendices 1 to 3, and 4 to 6, wherein sources of the first FET and the first auxiliary FET are connected to a low potential source or a high potential source via a resistor.
(Appendix 16)
The amplifier has a first terminal for inputting a first signal and a second terminal for receiving a second signal, and constitutes a Gilbert cell mixer that outputs a third signal obtained by multiplying the first and second signals. The amplifying apparatus according to any one of appendices 1 to 3, and 4 to 6, wherein the first bias circuit supplies a bias voltage to the first terminal, and the second bias circuit supplies a bias voltage to the second terminal.
(Appendix 17)
Supplying a second bias current to the second FET of the amplifier circuit having a load resistor and a structure in which the first and second FETs are connected in series and having a Gm compensation bias circuit for supplying the first bias current to the first FET. A stabilizing bias circuit,
A stabilizing bias circuit having a comparator for supplying a control signal to the gate of the second FET so that a bias voltage at a connection node of the first and second FETs is equal to an output voltage of the Gm compensation bias circuit.
(Appendix 18)
A first auxiliary FET having a gate connected to the output of the Gm compensation bias circuit;
A second auxiliary FET connected in series to the first auxiliary FET via a connection node;
The comparison device compares the output voltage of the Gm compensation bias circuit and the voltage of the connection node, and supplies a control signal indicating a comparison result to the gate of the second FET and to the gate of the second auxiliary FET. 18. The stabilization bias circuit according to 17.
(Appendix 19)
And a low-pass filter having an input connected to a connection node of the first and second FETs, and the comparison device compares the output voltage of the Gm compensation bias circuit and the output voltage of the low-pass filter, and compares the result. The stabilizing bias circuit according to appendix 17, wherein a control signal to be shown is applied to the gate of the second FET.
(Appendix 20)
The stabilization bias circuit according to appendix 18, wherein the first auxiliary FET is connected to a low potential source via a strain relief resistor.
(Appendix 21)
The stabilizing bias circuit according to appendix 18, wherein the first and second auxiliary FETs are connected in series via a voltage adjusting resistor.
(Appendix 22)
18. The stabilization bias circuit according to appendix 17, wherein the comparison device includes an operational amplifier.

増幅器の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an amplifier. FETのドレイン電流電圧特性を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the drain current voltage characteristic of FET. 本発明の第1実施例による増幅装置を示す図である。1 is a diagram illustrating an amplifying apparatus according to a first embodiment of the present invention. Gm補償バイアス回路に従来の回路を用いた様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the conventional circuit was used for the Gm compensation bias circuit. 本発明の第2実施例による増幅装置を示す図である。It is a figure which shows the amplifier by 2nd Example of this invention. Gm補償バイアス回路の動作説明図を示す。The operation | movement explanatory drawing of a Gm compensation bias circuit is shown. 変形例を示す図である。It is a figure which shows a modification. 本発明の第3実施例による増幅装置を示す図である。It is a figure which shows the amplifier by 3rd Example of this invention. 本発明の第4実施例による増幅装置を示す図である。It is a figure which shows the amplifier by 4th Example of this invention. シミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows a simulation result.

符号の説明Explanation of symbols

Gm,gm 相互コンダクタンス
Rs ソース抵抗
Iref 基準電流
Ibi バイアス電流
COM 比較装置
Gm, gm mutual conductance
Rs Source resistance
Iref reference current
Ibi bias current
COM comparison device

Claims (10)

負荷抵抗と第2FETのドレインが接続され、
第2FETのソースと第1FETのドレインが接続された構造を有する増幅器と、
前記第1FETに第1バイアス電流を供給する第1バイアス回路と、
前記第2FETのゲートに第2バイアス電圧を供給する第2バイアス回路と、
を有し、前記第2バイアス回路は、
前記第1及び第2FETの接続ノードにおけるバイアス電圧と、前記第1バイアス回路の出力電圧とが連動するように、前記第2FETのゲートに制御信号を与える比較装置を有する増幅装置。
The load resistor and the drain of the second FET are connected,
An amplifier having a structure in which the source of the second FET and the drain of the first FET are connected;
A first bias circuit for supplying a first bias current to the first FET;
A second bias circuit for supplying a second bias voltage to the gate of the second FET;
And the second bias circuit includes:
An amplifying apparatus comprising a comparator for supplying a control signal to the gate of the second FET so that a bias voltage at a connection node of the first and second FETs and an output voltage of the first bias circuit are linked.
請求項1において、
前記第1及び第2FETの接続ノードにおけるバイアス電圧と、前記第1バイアス回路の出力電圧とが等しくなるように、前記第2FETのゲートに制御信号を与える比較装置を有する増幅装置。
In claim 1,
An amplifying device having a comparator for supplying a control signal to the gate of the second FET so that the bias voltage at the connection node of the first and second FETs is equal to the output voltage of the first bias circuit.
前記第2バイアス回路は、
前記第1バイアス回路の出力に接続されたゲートを有する第1補助FETと、
接続ノードを介して前記第1補助FETのドレインにソースが直列に接続された第2補助FETと、
前記第1バイアス回路の出力電圧及び前記接続ノードの電圧を比較し、比較結果を示す信号を前記第2FETのゲートに及び第2補助FETのゲートに与える比較装置と、
を有する請求項1又は2に記載の増幅装置。
The second bias circuit includes:
A first auxiliary FET having a gate connected to the output of the first bias circuit;
A second auxiliary FET whose source is connected in series to the drain of the first auxiliary FET via a connection node;
A comparator for comparing the output voltage of the first bias circuit and the voltage of the connection node, and providing a signal indicating the comparison result to the gate of the second FET and the gate of the second auxiliary FET;
The amplifying device according to claim 1, comprising:
前記第2バイアス回路は、
前記第1及び第2FETの接続ノードに接続された入力を有するローパスフィルタと、
前記第1バイアス回路の出力電圧及び前記ローパスフィルタの出力電圧を比較し、比較結果を示す信号を前記第2FETのゲートに与える比較装置と、
を有する請求項1又は2に記載の増幅装置。
The second bias circuit includes:
A low pass filter having an input connected to a connection node of the first and second FETs;
A comparator for comparing the output voltage of the first bias circuit and the output voltage of the low-pass filter, and providing a signal indicating the comparison result to the gate of the second FET;
The amplifying device according to claim 1, comprising:
前記第1バイアス回路は、
第1電流が流れる第1電極及び第2電極を有し、前記第1電極に接続されたゲートを有する第3FETと、
第2電流が流れる第1電極及び第2電極を有し、前記第3FETの前記ゲートに接続されたゲートを有する第4FETと、
前記第3FETの第2電極または前記第4FETの第2電極に接続された第1抵抗と、
前記第3FETの第1電極の電圧である第1電圧及び前記第4FETの第1電極の電圧である第2電圧の比較結果に応じた信号を出力する比較装置と、
を有し、該比較装置から出力される信号により、前記第1電圧と前記第2電圧が等しくなるように、前記第1電流および前記第2電流が制御される請求項3又は4記載の増幅装置。
The first bias circuit includes:
A third FET having a first electrode and a second electrode through which a first current flows and having a gate connected to the first electrode;
A fourth FET having a first electrode and a second electrode through which a second current flows and having a gate connected to the gate of the third FET;
A first resistor connected to a second electrode of the third FET or a second electrode of the fourth FET;
A comparator that outputs a signal corresponding to a comparison result of a first voltage that is a voltage of the first electrode of the third FET and a second voltage that is a voltage of the first electrode of the fourth FET;
5. The amplification according to claim 3, wherein the first current and the second current are controlled so that the first voltage and the second voltage are equalized by a signal output from the comparison device. apparatus.
前記第3及び第4FETがNチャネルFETであり、前記第3FETの第1電極と高電位源との間に前記第1流源としてPチャネルFETが設けられ、前記第4FETの第1電極と高電位源との間に前第2電流源としてPチャネルFETが設けられ、前記第3FETの第2電極または前記第4FETの一方の第2電極は、第1抵抗を介して低電位源に接続され、第1抵抗が接続されない側のもう一方のFETの第2電極は低電位源に接続される、請求項5記載の増幅装置。 The third and fourth FETs are N-channel FETs, a P-channel FET is provided as the first current source between the first electrode of the third FET and a high potential source, and the first electrode of the fourth FET is P-channel FET is provided as a pre-Symbol second current source between the potential source, one of the second electrodes of the second electrode or the first 4FET of the first 3FET is connected to the low potential source via a first resistor The amplification device according to claim 5, wherein the second electrode of the other FET on the side to which the first resistor is not connected is connected to a low potential source. 前記第3及び第4FETがPチャネルFETであり、前記第3FETの第1電極と低電位源との間に前記第1流源としてNチャネルFETが設けられ、前記第4FETの第1電極と低電位源との間に前第2電流源としてNチャネルFETが設けられ、前記第3FETの第2電極または前記第4FETの一方の第2電極は、第1抵抗を介して高電位源に接続され、第1抵抗が接続されない側のもう一方のFETの第2電極は高電位源に接続される、請求項5記載の増幅装置。 The third and fourth FETs are P-channel FETs, an N-channel FET is provided as the first current source between the first electrode of the third FET and a low potential source, and the first electrode of the fourth FET is low N-channel FET is provided as a pre-Symbol second current source between the potential source, one of the second electrodes of the second electrode or the first 4FET of the first 3FET is connected to the high potential source via a first resistor The amplifying apparatus according to claim 5, wherein the second electrode of the other FET on the side to which the first resistor is not connected is connected to a high potential source. 前記第1バイアス回路は、
第1電流が流れる第1電極及び第2電極を有する第3FETと、
第2電流が流れる第1電極及び第2電極を有し、前記第3FETのゲートに接続されたゲートを有する第4FETと、
前記第3FETの第2電極または前第4FETの第2電極に接続された第1抵抗と、
前記第3FETの第1電極及び前記第4FETの第1電極に接続されたカレントミラー回路と、
を有する請求項1〜4の何れか1項に記載の増幅装置。
The first bias circuit includes:
A first 3FET that having a first electrode and a second electrode first current flows,
A first 4FET having a second current having a first electrode and a second electrode flows, connected to said Gate of the 3FET gate,
A first resistor connected to the second electrode of the second electrode or previous SL first 4FET of the first 3FET,
A current mirror circuit connected to the first electrode of the third FET and the first electrode of the fourth FET;
The amplification device according to claim 1 , comprising:
前記第1FETおよび第1補助FETのソースは、抵抗器を介して低電位源または高電位源に接続さる、請求項1〜6の何れか1項に記載の増幅装置。 The source of the first 1FET and first auxiliary FET via the resistor Ru is connected to the low potential source or a high potential source, the amplifier device according to any one of claims 1-6. 前記増幅器は、第1信号を入力する第1端子と、第2信号を受信する第2端子を有し、該第1及び第2信号を乗算した第3信号を出力するギルバートセル型ミキサを構成し、前記第1バイアス回路は前記第1端子にバイアス電圧を供給し、前記第2バイアス回路は前記第2端子にバイアス電圧を供給する、請求項1〜6の何れか1項に記載の増幅装置。 The amplifier has a first terminal for inputting a first signal and a second terminal for receiving a second signal, and constitutes a Gilbert cell mixer that outputs a third signal obtained by multiplying the first and second signals. The amplification according to any one of claims 1 to 6 , wherein the first bias circuit supplies a bias voltage to the first terminal, and the second bias circuit supplies a bias voltage to the second terminal. apparatus.
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